[發(fā)明專利]鋁鹽絡(luò)合物在制備鉆井液中的應(yīng)用及鉆井液

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610270380.X
• 申請(qǐng)日: 2016-04-27
• 公開（公告）號(hào): CN107312508B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曉嵐;孫舉;蘇雪霞;史沛謙;張麗君;張東升
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中石化石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司;中石化中原石油工程有限公司鉆井工程技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): C09K8/06
• 分類號(hào): C09K8/06;C09K8/12
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發(fā)明提供了鋁鹽絡(luò)合物在制備鉆井液中的應(yīng)用，所述鋁鹽絡(luò)合物具有式I通式。本發(fā)明提供了一種鉆井液，包括固壁材料，所述固壁材料為具有式I通式的鋁鹽絡(luò)合物，式I中，B⁺選自Na⁺、K⁺和NH₄⁺中的一種或兩種。本發(fā)明具有式I通式的鋁鹽絡(luò)合物在常規(guī)鉆井液pH值下為絡(luò)合離子形態(tài)存在，對(duì)鉆井液流變性影響較小，并且，Al³⁺隨濾液進(jìn)入地層后，在一定的pH值和溫度下與地層礦物發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生化學(xué)膠結(jié)，封堵微裂縫，從而增加地層強(qiáng)度。另外，K⁺、Na⁺或NH₄⁺可起到抑制坂土水化膨脹的作用，進(jìn)一步提高井壁穩(wěn)定能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明中的鋁鹽絡(luò)合物具有很好的固壁能力，可使巖心抗壓強(qiáng)度顯著提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油田化學(xué)助劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋁鹽絡(luò)合物在制備鉆井液中的應(yīng)用及鉆井液。

背景技術(shù)

近年來，隨著非常規(guī)油氣藏勘探開發(fā)步伐進(jìn)一步加快，鉆遇硬脆性泥頁巖地層的概率大幅度增加。硬脆性泥頁巖中發(fā)育的一部分微裂縫是導(dǎo)致井壁失穩(wěn)的重要原因，在壓差、毛細(xì)管力和化學(xué)勢(shì)差的作用下，鉆井液濾液沿微裂縫進(jìn)入地層，導(dǎo)致黏土礦物水化膨脹，孔隙壓力迅速增加，同時(shí)由于液相的進(jìn)入，導(dǎo)致微裂縫擴(kuò)展延伸，降低泥頁巖的結(jié)合強(qiáng)度和層理面之間的結(jié)合力，使泥頁巖層理面或微裂隙裂開，一旦鉆井液濾失量偏高時(shí)，就很容易發(fā)生井壁掉塊、坍塌等井內(nèi)復(fù)雜情況。由此看來，液相的進(jìn)入是導(dǎo)致硬脆性泥頁巖地層發(fā)生井壁失穩(wěn)的主要誘因。因此，在鉆井液中加入封堵材料或固壁材料等處理劑，對(duì)微裂縫進(jìn)行物理化學(xué)封堵，截?cái)嚆@井液中液相進(jìn)入地層的通道，阻止壓力的傳遞，使井壁穩(wěn)固，這是防止含微裂縫的硬脆性泥頁巖地層發(fā)生井壁坍塌的有效手段。

目前，國內(nèi)外常用的封堵材料主要有改性瀝青、聚合醇和硅酸鹽等。其中，瀝青類封堵劑熒光較強(qiáng)，不宜用于探井的鉆進(jìn)過程中；聚合醇類封堵劑存在著濁點(diǎn)的不確定性，且其抗溫性也有待提高；硅酸鹽類封堵劑存在對(duì)pH敏感的缺點(diǎn)，添加該劑的鉆井液必須保持高pH值(>11)，一旦pH值降低，鉆井液的粘度、切力急劇上升，就會(huì)失去封堵性能。為了提高對(duì)破碎性地層的固壁性，公開號(hào)為CN 104277800A的中國專利文獻(xiàn)公開了一種鉆井液用充填成膜固壁劑，其由包括單體2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺、絡(luò)合劑EDTA、交聯(lián)劑N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、填充劑云母粉和天然植物纖維的原料，在引發(fā)劑的作用下聚合而成。

上述成膜固壁劑主要通過充填和吸附交聯(lián)、粘結(jié)作用，在井壁巖石表面形成低滲透率的致密封堵膜(殼)，有效封堵不同滲透性地層和現(xiàn)形裂縫泥巖地層，可在一定程度上減少鉆井液及濾液中水分進(jìn)入量，但并不能有效提高巖心抗壓強(qiáng)度，井壁穩(wěn)定能力不是很好。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N鋁鹽絡(luò)合物在制備鉆井液中的應(yīng)用及鉆井液，本發(fā)明中的鋁鹽絡(luò)合物對(duì)鉆井液性能影響較小，具有很好的固壁能力，可使巖心抗壓強(qiáng)度顯著提高。

本發(fā)明提供鋁鹽絡(luò)合物在制備鉆井液中的應(yīng)用，所述鋁鹽絡(luò)合物具有式I通式：

式I中，B⁺選自Na⁺、K⁺和NH₄⁺中的一種或兩種。

本發(fā)明提供一種鉆井液，包括固壁材料，所述固壁材料為具有式I通式的鋁鹽絡(luò)合物：

式I中，B⁺選自Na⁺、K⁺和NH₄⁺中的一種或兩種。

優(yōu)選地，所述鉆井液的pH值為8～10。

優(yōu)選地，所述鉆井液為水基鉆井液。